[發(fā)明專利]一種高泳透率金屬鋯化涂裝前處理劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410117052.7
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103898593A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳愛華;曲豐作;欒勝基
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)深圳研究院
• 主分類號: C25D13/20
• 分類號: C25D13/20;C23C22/80
• 代理公司: 北京康思博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426
• 代理人: 路永斌;余光軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬涂裝處理劑，特別涉及一種可以替代傳統(tǒng)的磷化液金屬表面處理劑對金屬產(chǎn)品進(jìn)行處理的金屬涂裝前鋯化處理劑。

背景技術(shù)

金屬電鍍前需要對金屬表面進(jìn)行前處理，以便使鍍層均勻、光滑，避免出現(xiàn)橘皮現(xiàn)象。

最近幾年，金屬前處理領(lǐng)域取得了重大的進(jìn)展，人們開發(fā)了多種前金屬表面前處理劑，這些金屬表面前處理劑對金屬表面進(jìn)行前處理需要較長的時間，在開發(fā)了高效能的表調(diào)劑后，磷化處理時間大幅減少，袋狀構(gòu)造部位的磷化性方面有很大改善。

目前廣泛使用的金屬表面前處理劑中普遍含有元素磷和氮，而這種元素隨廢棄前處理劑流入環(huán)境中造成嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化，引發(fā)赤潮、褐潮等環(huán)境問題。近幾年來，隨著人們對環(huán)保要求的不斷提高，在金屬表面前處理行業(yè)掀起了一場“綠色革命”，目前已經(jīng)開發(fā)出可用來替代磷化技術(shù)的新型前處理劑，例如由含有離子液體的水性溶液或水性乳液構(gòu)成的金屬表面處理劑，如中國專利CN102787310A公開了一種金屬表面處理劑，該處理劑使用硅酸鹽或硅烷偶聯(lián)劑作為清洗劑，使其與油污中的脂肪酸甘油酯發(fā)生皂化作用形成初生皂，從而使油污轉(zhuǎn)化為水溶性物質(zhì)而被溶解去除，而其中使用的硅酸鈉、硅酸鉀等硅酸鹽或硅烷偶聯(lián)劑，這些試劑均有環(huán)境污染，而且價格昂貴，生產(chǎn)及使用成本高。

此外，由于多數(shù)廠家應(yīng)用陰極電泳涂裝，對金屬表面前處理劑的泳透率和耐腐蝕性能要求較高，目前多數(shù)市場上鋯系處理劑都達(dá)不到原磷化水平，因此亟待開發(fā)一種綠色環(huán)保、泳透率與含磷金屬前處理劑相當(dāng)?shù)臒o磷金屬前處理劑。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：離子液體在常溫下全部由離子構(gòu)成，電導(dǎo)率高，同時具有較強(qiáng)的溶解能力，通過設(shè)計調(diào)節(jié)陰陽離子，可以調(diào)整對無機(jī)物、水、有機(jī)物及聚合物的溶解性，可起到緩蝕作用，此外，離子液體具有較小的表面張力，可起到表面活性劑的作用；納米二氧化鋯和納米氟化鋯等具有較強(qiáng)的紫外吸收能力，可以減小紫外線對金屬表面的腐蝕，這些納米金屬氧化物也具有一定的電導(dǎo)能力，同時，其具有較強(qiáng)的自我修復(fù)能力，可對金屬表面起抗腐蝕的作用；水溶性導(dǎo)電高分子聚噻吩或聚吡咯具有良好的導(dǎo)電能力和防腐性能，而鋯化金屬涂裝前處理的主要目的即為除去金屬表面的油污等污漬，并金屬表面形成保護(hù)，因此本發(fā)明在前處理劑中加入離子液體、納米二氧化鋯/納米氟化鋯及水溶性導(dǎo)電高分子聚噻吩/聚吡咯，使金屬鋯化前處理劑具有較高的泳透率，從而完成了本發(fā)明，此外，本發(fā)明提供的金屬鋯經(jīng)前處理劑中不含有磷或鉻元素，綠色環(huán)保。本發(fā)明的目的在于提供以下幾方面：

第一方面，本發(fā)明提供一種高泳透率金屬鋯化涂裝前處理劑，其特征在于，該金屬鋯化前處理劑以其自身總重量為100%計，包括如下重量百分比的組分：

其中，

所述納米二氧化鋯或納米氟化鋯的D50粒徑為20～60nm；

所述水溶性導(dǎo)電高分子聚噻吩或聚吡咯的數(shù)均分子量為8000～100000；

所述離子液體選自：四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑離子液體、溴代1-丁基-3-甲基咪唑離子液體、六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑離子液體、六氟磷酸N-乙基吡啶離子液體或三氟乙酸1-丁基-3-甲基咪唑離子液體；

所述高泳透率金屬鋯化涂裝前處理劑的pH值為3～7。

第二方面，本發(fā)提供上述高泳透率金屬鋯化涂裝前處理劑，其特征在于，所述緩蝕劑選自乙胺、二乙胺、三乙胺、二戊胺、β-萘胺、苯基萘胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、苯并三氮唑、α-羥基苯并三氮唑、烏洛托品、牛脂胺、8-羥基喹啉、己烷基胺、辛烷基胺、癸烷基胺、十二烷基胺、十六烷胺、十八烷胺、雙十二烷基胺、雙十八烷基胺、三（十二烷基）胺或三（十八烷基）胺；

第三方面，本發(fā)提供上述高泳透率金屬鋯化涂裝前處理劑，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為非離子型表面活性劑，選自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、司盤系列或吐溫系列，優(yōu)選為辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10、脂肪醇聚氧乙烯醚-7、司盤60或吐溫80；

第四方面，本發(fā)提供上述高泳透率金屬鋯化涂裝前處理劑，其特征在于，所述抗氧化劑選自對苯二酚、間苯二酚、鄰苯二酚、兒茶酚、2,6-二叔丁基-α-二甲胺基對苯酚或4,4-亞甲基（2,6-二叔丁基苯酚）。

第五方面，本發(fā)提供上述高泳透率金屬鋯化涂裝前處理劑，其特征在于，

所述成膜助劑為十二醇酯；

所述pH調(diào)節(jié)劑選自檸檬酸、草酸、碳酸鈉或碳酸氫鈉。